Spread Spectrum

Una introducción a la secuencia directa de espectro ensanchado Comunicaciones

http://www.maxim-ic.com/appnotes.cfm/appnote_number/1890/

APP 1890: 18 de febrero 2003

Esta es una visión tutorial de espectro ensanchado

principios. Cubre tanto la secuencia directa y rápida

salto de métodos. Ecuaciones teóricas se dan a los

permitir que las estimaciones de rendimiento. Relación con CDMA y

TDMA se proporciona. Esquemática de una secuencia de código

se muestra generador. Parcelas espectrales se muestran para

Métodos DSSS y FHSS.

Introducción

Como técnicas de espectro ensanchado son cada vez más

ingenieros populares, eléctricos fuera del campo son

ávidos de explicaciones comprensibles de la

tecnología. Hay muchos libros y sitios web en

el tema, pero muchos de ellos son difíciles de entender o

describe algunos aspectos, ignorando los demás (el

Tipo DSSS, por ejemplo, con amplia enfoque en

Generación PN-code).

Una breve historia

Tecnología (SS) de comunicaciones de espectro ensanchado

fue descrita por primera vez en el papel de una actriz y un

músico! En 1941, la actriz de Hollywood Hedy Lamarr

y el pianista George Antheil describe una radio segura

ligarse a controlar torpedos y recibió la patente US

# 2.292.387. No se tomó en serio en ese momento por

el Ejército de Estados Unidos y fue olvidado hasta la década de 1980,

cuando el cobró vida, y se ha convertido cada vez más

popular para aplicaciones que implican enlaces de radio en

ambientes hostiles.

Las aplicaciones típicas de los datos de corto alcance que resulta

transceptores incluyen sistemas de satélite de posicionamiento

(GPS), 3G Mobile Telecommunications, W-LAN

(IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEE802.11g), y

Bluetooth. Técnicas de las SS también ayudan en la carrera sin fin

entre las necesidades de comunicación y de radiofrecuencia

disponibilidad (el espectro radioeléctrico es limitado, y es

por lo tanto, un recurso caro).

Justificación teórica para SS

SS es evidente en el Shannon y Hartley

-la capacidad del canal teorema:

C = B × Log2 (1 + S / N)

En esta ecuación, C es la capacidad del canal en bits por

segundo (bps), que es la velocidad de datos máxima para un

tasa de error de bit teórica (BER). B se la requiere

ancho de banda del canal en Hz, y S / N es la

relación de potencia de señal a ruido. Para ser más explícito, uno

asume que C, que representa la cantidad de

información permitida por el canal de comunicación,

también representa el rendimiento deseado. Bandwith

(B) es el precio a pagar, porque la frecuencia es un

recurso limitado. Relación S / N expresa la

condiciones ambientales o la física

características (obstáculos, presencia de emisores de interferencias,

interferencias, etc).

Una elegante interpretación de esta ecuación, aplicable

para entornos difíciles (baja relación S / N causado por

el ruido y la interferencia), dice que uno puede mantener o

incluso aumentar el rendimiento de la comunicación (alta C)

permitiendo o la inyección de más ancho de banda (alta B),

incluso cuando la potencia de señal está por debajo del umbral mínimo de ruido. (La

ecuación no prohíbe esa condición!)

Modificar la ecuación anterior cambiando la base de registro de 2 a e (el número neperiano), y observando que

Ln = Log

e

: C / B = (1 / Ln2) × Ln (1 + S / N) = 1,443 × Ln (1 + S / N)

Aplicando el desarrollo en serie de Maclaurin para Ln (1 + x) = x - x ² / 2 + x ³ / 3 - x4 / 4 + ... + (-1) k + 1xk / k + ...:

C / B = 1,443 × (S / N - 2.1 × (S / N) ² + 1/3 × (S / N) ³ - ...)

S / N es generalmente baja para aplicaciones de espectro ensanchado.

...